海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆及其制备方法

本发明属于聚氨酯地坪面漆。具体涉及一种海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆及其制备方法。

背景技术：

1、无溶剂型地坪面漆具有低毒、低能耗和低成本等特点，在生产、运输和施工过程中具有突出的优势，符合涂料行业的发展趋势。若应用于体育场馆、生产车间、舰船舱内地坪，还需要配以具有耐磨损、阻燃以及力学性能好的地坪面漆。

2、聚氨酯地坪面漆中成膜物是由聚合物二元醇、扩链交联剂与多异氰酸酯反应形成的硬软嵌段聚合物，其中聚合物二元醇为软段，多异氰酸酯及扩链交联剂等为硬段，二者热力学不相容而形成硬软段相分离结构，使得聚氨酯地坪面漆虽具有较好的力学性能和耐磨损性能。但聚氨酯在空气中可燃，需通过添加阻燃剂提高聚氨酯的阻燃性能。与含卤阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂相比较，氮磷系阻燃剂由于不会释放有毒的卤化氢气体且有较好的阻燃效果而受本领域技术人员的关注。

3、“一种阻燃型耐磨耐压聚氨酯地坪材料及其制备方法”(cn 104211895 a)专利技术，该技术采用多聚磷酸铵作为阻燃剂制备的聚氨酯地坪漆，阻燃性虽较好，但多聚磷酸铵与聚氨酯之间的相容性较差，导致其力学性能和耐磨性急剧下降。

4、“一种用于硬质聚氨酯泡沫的水性防火涂料及其制备方法”(cn103589255a)专利技术，该技术采用表面改性多聚磷酸铵制备的防火涂料，表面改性多聚磷酸铵虽可提高与聚合物之间的相容性，从而提高聚合物的性能，但多聚磷酸铵表面改性剂结构复杂，不易获得。

5、“一种抗菌阻燃地坪涂料及其制备方法”(cn 113831828a)专利技术，该技术采用磷酸二氢铵与三聚氰胺作为阻燃剂制得水性聚氨酯地坪涂料，该技术向地坪涂料中同时加入粉末填料和磷酸铵盐，聚合物的性能虽有提高，即粉末填料等经过有机改性后虽能提高与聚氨酯之间的相容性，但与磷酸铵盐之间没有化学键连接，其力学性能和耐磨性虽得到一定提升，但不显著，且水性地坪涂料制备过程繁琐。

技术实现思路

1、本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种无有机溶剂、低毒环保和制备工艺简单的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法；用该方法制备的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆具有阻燃、耐磨和力学性能优异的特点。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、步骤一、海泡石-多聚磷酸铵的制备

4、将15～25wt％的海泡石粉末和1～5wt％的氨丙基三乙氧基硅烷混合，在60～80℃条件下搅拌1～4小时，得到有机改性海泡石；再向所述有机改性海泡石中加入30～40wt％的去离子水和35～50wt％的多聚磷酸铵，在70～90℃条件下搅拌10～30小时，抽滤，水洗，干燥，研磨，制得海泡石-多聚磷酸铵。

5、步骤二、海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备

6、所述海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆由聚氨酯地坪面漆a组分和聚氨酯地坪面漆b组分组成。其中：

7、将5～20wt％的海泡石-多聚磷酸铵和30～45wt％的聚醚二元醇混合物混合，在100～130℃条件下脱水0.5～4小时，得到脱水后的混合物；再将所述脱水后的混合物与20～32wt％的二异氰酸酯在50～100℃条件下搅拌1～4小时，即得聚氨酯地坪面漆a组分。

8、将1～5wt％的小分子二元醇、10～18wt％的聚醚多元醇、0.5～2.5wt％的三聚氰胺、5～10wt％的石蜡和0.1～2wt％的抑烟剂混合均匀，即得聚氨酯地坪面漆b组分。

9、步骤一中所述搅拌与步骤二中所述搅拌相同，搅拌速度为150～200转/分。

10、所述海泡石粉末为纤维状；所述纤维平均直径为20～80nm，所述纤维平均长度为0.5～40μm。

11、所述多聚磷酸铵为聚合度为20的多聚磷酸铵、聚合度为35的多聚磷酸铵、聚合度50的多聚磷酸铵中的一种。

12、所述聚醚二元醇混合物为聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇、聚乙二醇中的两种物质的混合物；聚醚二元醇的分子量为1000～3000。

13、所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种。

14、所述小分子二元醇为1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇中的一种。

15、所述聚醚多元醇为聚环氧丙烷三醇、或为聚环氧丙烷四醇。

16、所述抑烟剂为钼酸铵、或为三氧化钼。

17、由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：

18、1)本发明制备的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆中不含有机溶剂，只是利用常用偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷改性的海泡石，低毒环保；然后利用端氨基与多聚磷酸铵中铵根离子进行交换反应，将海泡石与多聚磷酸铵之间通过化学键连接，使得多聚磷酸铵在纤维状海泡石周围沉积，形成稻穗状阻燃剂。因此，海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法简单，反应条件易控制，有利于工业化生产。

19、2)本发明制备的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆中使用了稻穗状海泡石-多聚磷酸铵阻燃剂，其中海泡石与多聚磷酸铵通过化学键相连，既能保证与聚氨酯之间有较好的相容性，体现聚氨酯优异的力学性能和耐磨性，而且能为燃烧时成炭提供骨架，充分发挥多聚磷酸铵在固相和气相的阻燃作用。故制备的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆具有很好的阻燃、耐磨和力学性能。

20、本发明所制备的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆经测试：拉伸强度为9.8～18.1mpa；阿克隆磨耗为0.081～0.121cm3；氧指数为24.9～28.9％。

21、因此，本发明具有无有机溶剂、低毒环保和制备工艺简单的特点；所制备的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆具有阻燃、耐磨和力学性能优异的特点，适用于体育场馆、生产车间和舰船舱内地坪。

技术特征：

1.一种海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法，其特征在于所述聚氨酯地坪面漆的制备方法是：

2.根据权利要求1所述的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法，其特征在于所述海泡石粉末为纤维状；所述纤维平均直径为20～80nm，所述纤维平均长度为0.5～40μm。

3.根据权利要求1所述的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法，其特征在于所述多聚磷酸铵为聚合度为20的多聚磷酸铵、聚合度为35的多聚磷酸铵、聚合度50的多聚磷酸铵中的一种。

4.根据权利要求1所述的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法，其特征在于所述聚醚二元醇混合物为聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇、聚乙二醇中的两种物质的混合物；聚醚二元醇的分子量为1000～3000。

5.根据权利要求1所述的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法，其特征在于所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种。

6.根据权利要求1所述的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法，其特征在于所述小分子二元醇为1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇中的一种。

7.根据权利要求1所述的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法，其特征在于所述聚醚多元醇为聚环氧丙烷三醇、或为聚环氧丙烷四醇。

8.根据权利要求1所述的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法，其特征在于所述抑烟剂为钼酸铵、或为三氧化钼。

9.一种海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆，其特征在于所述海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆是根据权利要求1～8中任一项所述的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆的制备方法所制备的海泡石-多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆。

技术总结本发明涉及一种海泡石‑多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆及其制备方法。其技术方案是：所述海泡石‑多聚磷酸铵阻燃的聚氨酯地坪面漆由聚氨酯地坪面漆A组分和聚氨酯地坪面漆B组分组成。将纤维状海泡石粉末与偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷反应，得到有机改性海泡石，再利用其端氨基和多聚磷酸铵发生交换反应，制得海泡石‑多聚磷酸铵。将所述海泡石‑多聚磷酸铵、混合聚醚二元醇与二异氰酸酯反应，得到聚氨酯地坪面漆A组分；将小分子二元醇、聚醚多元醇、三聚氰胺、石蜡和抑烟剂均匀混合，得到聚氨酯地坪面漆B组分。该聚氨酯地坪面漆不含有机溶剂，具有优异的阻燃性、耐磨性和力学性能，适用于体育场馆、生产车间及舰船舱内地坪。技术研发人员：陈红祥,卢万,严红烨,周瑜受保护的技术使用者：武汉科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19